硅碳管加熱 -紅外吸收法測(cè)定煤中硫量

李如田

(宣化鋼鐵集團(tuán)有限公司計(jì)檢中心中心,河北,宣化,075100)

硅碳管加熱 -紅外吸收法測(cè)定煤中硫量

李如田

(宣化鋼鐵集團(tuán)有限公司計(jì)檢中心中心,河北,宣化,075100)

選擇合適的分析條件,采用硅碳管加熱 -紅外吸收法分析煤中的硫量。通過(guò)大量的試驗(yàn)證明該方法操作簡(jiǎn)便、快速、分析精度和準(zhǔn)確度高,能夠滿足煤物質(zhì)分析硫量的要求。

紅外吸收法;煤;硫量

煤中硫含量的測(cè)定,一直沿用傳統(tǒng)的測(cè)定方法有艾士卡法、高溫燃燒中合法和庫(kù)倫滴定法,其中應(yīng)用最普及的為庫(kù)侖滴定法。傳統(tǒng)測(cè)定方法有準(zhǔn)確度高、方法穩(wěn)定特點(diǎn),但同時(shí)具有手工配制溶液、溶液不穩(wěn)定以及操作繁瑣等缺點(diǎn)。近幾年來(lái),高頻燃燒 -紅外吸收法測(cè)定硫也應(yīng)用在煤、焦炭等產(chǎn)品中,但由于煤物質(zhì)為粉末狀,并且硫分含量高,高頻燃燒中強(qiáng)大的氧氣流會(huì)使煤吹起,使測(cè)定結(jié)果不佳,并且試樣污染爐體,難于清理以及維護(hù)困難等弊端,本文介紹采用硅碳管加熱,紅外吸收法檢測(cè)測(cè)定煤中硫量方法,通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)證明,該方法速度快、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度、精密度高,可應(yīng)用到煤中硫量的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑 5E—IRSⅡ紅外測(cè)硫儀 (長(zhǎng)沙開(kāi)元);馬弗爐。干燥劑無(wú)水高氯酸鎂;CO2吸收劑堿石棉;鎢粒

1.2 儀器工作條件 氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于 99.99%,鎢粒 S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.0005%;溫度為 1250℃、恒溫室的溫度為50℃;氧氣瓶出口壓力為0.25MPa和氧氣流量 4L/mim,抽氣流量為 3L/min,分析時(shí)間:100S。

瓷舟在馬弗爐內(nèi) (1000℃左右)高溫灼燒 2小時(shí),冷卻后放入干燥器中備用。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 測(cè)定:根據(jù)試樣含量高低,選擇儀器相應(yīng)的通道,先準(zhǔn)確稱取0.0500g左右的試樣于去皮重的瓷舟中,試樣應(yīng)盡量攤放均勻,避免堆積在一個(gè)部位。再在試樣上加一勺鎢粒 (約 1.0g),將坩堝放在坩堝架上,進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 氧氣流量 氧氣的作用 1)助燃?xì)?使試樣燃燒充分;2)作為載氣,燃燒釋放出的氣體被氧氣載入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。氧氣流量大小直接影響到試樣的燃燒完全程度以及檢測(cè)器的分析靈敏度,根據(jù)硫元素的釋放曲線和樣品溶化后的情況,氧氣的最佳流量為 4L/mim。

2.2 稱樣量的選擇 煤中硫量含量高,比重小體積大,需要較少稱樣量來(lái)降低紅外吸收強(qiáng)度,但稱樣量過(guò)小,稱量誤差大,空白值的波動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大,會(huì)降低測(cè)定精度;稱樣量過(guò)大,導(dǎo)致試樣燃燒不完全。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確定稱樣量在0.05g左右最為滿意。

2.3 空白試驗(yàn) 在瓷舟中加入一勺鎢粒,手動(dòng)輸入試樣重量0.05g,進(jìn)行測(cè)定,重復(fù)測(cè)定 5次,其平均值為0.003%,相對(duì)煤中硫量,空白值可忽略不計(jì)。

2.4 助熔劑 鎢粒做助熔劑,發(fā)熱值高,熔化板流低,透氣性好,空白值低,氧化生成的氧化物有利于減輕硫的吸附,生成的氧化物 (塵)容易清掃,所以紅外吸收法測(cè)定硫一般選擇鎢粒做助燃劑。

2.5 測(cè)定下限 對(duì)空白試樣測(cè)定 10次,以 3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差定為檢出限,以檢出限的10倍為測(cè)定下限。本方法的檢出下限為0.0050%。

2.6 建立曲線 首先測(cè)定幾個(gè)高硫煤廢樣進(jìn)行調(diào)試儀器檢測(cè)池的氣體氛圍,然后選取標(biāo)煤中高低兩個(gè)標(biāo)樣,輸入標(biāo)準(zhǔn)值,進(jìn)行測(cè)定,對(duì)測(cè)定值進(jìn)行系數(shù)校正,保存由儀器直接計(jì)算的校正系數(shù)。

2.7 方法的精度 選取兩個(gè)不同含量的標(biāo)煤進(jìn)行精密度試驗(yàn),每個(gè)標(biāo)樣重復(fù)測(cè)定 6次,從表1結(jié)果證明兩個(gè)標(biāo)煤分析 6次的S標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于國(guó)標(biāo)庫(kù)侖滴定法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。因此說(shuō)明方法的精密度高。

表1

2.8 方法的準(zhǔn)確度 測(cè)定0.28%-3.54%不同硫含量的煤標(biāo)樣 6個(gè),其分析結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表2,從表2結(jié)果可知,平均值與標(biāo)煤值吻合,說(shuō)明準(zhǔn)確度和線性都很好,測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值誤差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表2 w/%

3 結(jié)論

①由于煤試樣不是顆粒狀的而是粉末狀,易被氧氣流吹飛,因此采用硅碳管加熱代替高頻加熱,有效避免了煤樣被吹飛,以及污染爐體,影響后序試樣分析等現(xiàn)象,使測(cè)定結(jié)果精度和準(zhǔn)確度提高。②該方法操作簡(jiǎn)單,易于掌握,測(cè)定速度快。③通過(guò)以上大量試驗(yàn)結(jié)果證明:硅碳管加熱 -紅外吸收法檢測(cè)測(cè)定煤中硫量方法準(zhǔn)確度、精密度高,完全能夠滿足煤物質(zhì)分析硫量的要求。

[1]王虹,馬德起,蘇明躍,等.高溫燃燒紅外吸收法測(cè)定錳礦石中硫 冶金分析,2006,26(3)102

F416.21

A

1003-3467(2010)04-0060-01